Abstrak— ITS-Sat merupakan jenis satelit piko yang saat ini sedang dikembangkan di Institut Teknologi Sepuluh Nopember. ITS-Sat membutuhkan suatu protokol komunikasi yang mengatur tata cara komunikasi satelit. Protokol AX.25 merupakan protokol komunikasi yang digunakan dalam sistem komunikasi ITS-Sat. Protokol ini berada pada layer data link dalam model OSI Layer. Protokol ini dapat membangun dan memutuskan  link  serta melakukan pengiriman data. Protokol AX.25 menggabungkan data-data field  menjadi suatu frame. Makalah ini mengimplementasikan protokol AX.25 ke dalam modul PAD (Packet Assembler Dissassembler). Protokol AX.25 diimplementasikan ke dalam mikrokontroler yang merupakan otak dari modul PAD dengan menggunakan bahasa pemograman. Modul PAD berfungsi untuk mengkapsulasi  data tiap  field menjadi sebuah frame  AX.25 sebelum dikirim dan kemudian  frame  AX.25 yang diterima dienkapsulasi kembali menjadi data field. Modul PAD yang dibuat dapat mengirim dan menerima data teks sebanyak 500 karakter. Hasil pengujian menunjukan bahwa modul PAD yang dibuat mampu melakukan komunikasi antar modul PAD dengan baik .
Kata Kunci— ITS-Sat, Modul PAD, Protokol AX.25, data-link

## I. PENDAHULUAN
Teknologi satelit adalah salah satu teknologi yang perkembangannya sangat pesat. Institut Teknologi Sepuluh Nopember merupakan salah satu perguruan tinggi yang merencanakan untuk mengembangkan ITS-Sat secara mandiri. ITS-Sat yang akan dikembangkan dapat mengirim citra maupun data telemetri. Data dalam hal ini harus memiliki bentuk khusus untuk dapat ditransmisikan. Salah satu metodenya adalah mengubah data ke dalam bentuk paket radio. Salah satu protokol yang mengatur paket radio adalah AX.25. Protokol AX.25 yang merupakan protokol komunikasi berada pada layer 2 dalam model OSI Layer sehingga protokol ini dapat membangun dan memutuskan link serta dapat melakukan pengiriman data. Protokol AX.25 dapat melakukan komunikasi half-duplex maupun full-duplex dengan baik. Pada protokol AX.25 setiap frame mengandung alamat penerima dan pengirim, sehingga mampu bekerja dengan baik untuk koneksi langsung antar perangkat, dan juga memungkinkan untuk melakukan koneksi lebih dari satu perangkat[1].
Protokol AX.25 ini diimplementasikan ke dalam sebuah mikrokontroler dengan menggunakan bahasa pemograman bahasa C. Mikrokontoler merupakan otak dari modul PAD ( Packet Assembler Disassembler ) untuk mengirim dan menerima data. Data yang diterima berupa data
teks yang diinputkan oleh keyboard dan pada penerima dan ditampilkan pada LCD. Data yang dilewatkan oleh protokol AX.25 berupa frame .
Raharjo dalam tugas akhirnya [2] telah merancang modul PAD AX.25 untuk sistem komunikasi nano dengan menggunakan sistem mikrokontroler 1280 yang terdiri dari 2 modul yaitu modul rangkaian mikrokontroler Atmega 128 dan modul rangkaian sistem minimum mikrokontroler Atmega128. Sistem dengan desain 2 modul ini tidak sesuai untuk aplikasi pada satelit piko karena ukuran relatif besar. Oleh sebab itu tugas akhir ini bertujuan merancang modul PAD dengan ukuran relatif lebih kecil.
Makalah ini melaporkan mengenai desain dan implementasi protokol AX.25 ke dalam modul PAD untuk sistem komunikasi ITS-Sat. Bab II menjelaskan mengenai model dan struktur dari protokol AX.25 sebagai landasan untuk perancangan modul PAD. Tahapan perancangan dan implementasi termasuk didalamnya perancangan perangkat keras dan perancangan perangkat lunak dari modul PAD dipaparkan pada Bab III, sedangkan hasil pengujian dan pengukuran perangkat serta kesimpulan dilaporkan pada Bab IV dan Bab V.

## II. PROTOKOL AX.25
A. Model AX.25
Amateur X.25 atau yang  dikenal dengan protokol AX.25 adalah protokol layer data link dalam OSI Layer Reference. Sebagai protokol yang bekerja pada layer data link protokol AX.25 bertanggungjawab untuk membangun dan memutuskan link , serta melakukan transfer informasi. Protokol AX.25 dapat dimodelkan sebagai berikut[1] :
Layer Function(s) Data Link (2) Segmenter Management Data Link Data Link
Link Multiplexer Physical (1)
Physical
Silicon/Radio
Gambar. 1. Model AX.25
Protokol AX.25 berbeda dengan protokol layer 2 pada umumnya karena pada protokol AX.25 tidak terdapat perbedaan kelas antar perangkat yang terhubung tidak seperti

## Rancang Bangun Modul PAD ( Packet Assembler Dissassembler ) Menggunakan AX.25 pada Sistem Komunikasi ITS-SAT
Pasang Arung Padang, Eko Setijadi, dan Gamantyo Hendrantoro Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111
e-mail : ekoset@ee.its.ac.id
ko dia
B.
fra kec dar fra pen ber
Gam
Gam

## Str

Fie sua 01

Fie dan ter kar Inf sta  Fie dig  Fie lay  Fie sis dik  FC yan ber ber fra
pro ker
l layer 2 lainn anggap setara d
Struktur F Protokol ame . Dan tiap f cil ( field ). Seti ri jumlah byte ame yang dike ngawas atau s rnomor atau U
Flag Add 8 Bits 112 B mbar. 2. Konstruk Flag Addr 8 Bits 112/2
Bits
mbar. 3. Konstruk
ruktur frame A
Field Flag eld flag berfun atu frame . Fi 111110 atau 7E
Field Address eld addres s di n pengirim ser rdiri dari 6 ok rakter alfanum
formation Inter asiun sekunder
Control Field eld ini berfu gunakan.
PID Field eld PID ( Prot yer 3 yang digu
Info Field eld ini digunak i hubungan ke kirimkan.

## FCS Field
CS ( Frame Ch ng dikalkulasik rdasarkan field rfungsi untuk ame saat melalu

## III. PERA
Perancang otokol AX.25 t ras dan peranc
IK POMITS V
nya. Pada pro dan dapat mem
Frame AX.25 AX.25 meng frame tersusun iap field memp e . Dalam prot enal, yaitu fram supervisory  fra
Unnumbered fra
dress Control 2/224 Bits 8/16 Bit ksi Frame U dan S[ ress Control 224 s 8/16 Bits
ksi Frame Informat
AX.25 terdiri da
ngsi untuk me eld ini memi E hexa.
s igunakan untuk rta reapeter . Fi ktet callsign y merik ASCII ( rchange ), dan atau Secondar d ungsi untuk m
tocol Identifie unakan dalam f
kan untuk men e sisi lainnya.
heck Sequence kan oleh peng d alamat, kont menegetahui
ui pengiriman. ANCANGAN
gan modul terdiri 2 tahap angan perangk
otokol AX.25 k mulai pengirima girimkan data n dari bagian-b punyai fungsi k tokol AX.25 t me informasi ( ame ( frame S) ame ( frame U) l Info
ts N*8 Bits
[1] PID Info 8
Bits N*8 Bits tion[1] ari : enentukan awa liki pola bit k menyatakan ield ini terdiri d yang merupak ( American Sta 1 oktet  berisi ry Station Ident
menentukan t
er ) ini mengid frame .
nyampaikan in Field ini beris
e ) merupakan girim dan pene trol, PID, dan kerusakan ya
DAN IMPLEM PAD dengan , yaitu : peranc kat lunak.
kedua ujung l an frame sendir
a dalam ben bagian yang le khusus dan terd terdapat tiga t ( frame I), fra dan frame tid ).
FCS Flag 16 Bits 8 Bits
FCS Flag 16 Bits 8 Bits al dan akhir d yang unik ya
alamat peneri dari 7 oktet, ya kan susunan d andard Code f i nomor penge tifier (SSID).
ipe frame ya
dentifikasi mo
nformasi dari s si data yang ak bilangan 16 rima suatu fra n Informasi. F ang terjadi pa MENTASI n menggunak cangan perang
link ri. ntuk bih diri tipe ame dak g s dari aitu ima ang dari for enal ang odel
satu kan bit ame FSC ada kan gkat
A. P P dimensi yang di keyboar juga me dan kon
Gambar. 4
Perangk sebagai  Ard Arduino
4kB  d mempu 5,3 cm untuk d
Gambar.

##  LCD
Dalam p ukuran arduino mempu namun
Gambar.

##  Keyb
Keyboa sebagai modul P
P sebagai
Key

## Perancangan P
Perangkat kera i 10cm x10cm ibutuhkan untu rd, dan LCD. enggunakan pe nektor.
4. Blok diagram si
kat keras yang berikut :
duino mega
o mega  memp digunakan se unyai ukuran b m, serta memp diterapkan pada
5.  Arduino mega

## D
pemilihan LCD dari LCD un o. LCD yang unyai ukuran y dapat menamp
6. LCD 2 x16 kara
board ard yang digun perangkat yan PAD.
Pada perancan alat bantu dal
yboard Perangkat Kera
as satelit piko m x 10cm dan b uk perancangan
Namun selain erangkat tamba istem PAD digunakan dal punyai kapasita ebagai  bootlo board dengan punyai berat 3 a sistem komun D dalam peran ntuk menyesu g digunakan yang lebih ke pilkan data yan
akter
nakan dalam p ng memasukk ngan ini keybo lam proses pen
Arduino Mega LCD as o ITS-Sat dide berat 1 kg. Per n ini adalah ar n itu pada pera ahan seperti la am perancanga as memori 128 oader[3]. Ard panjang 9,7 c 35 gram. Sehi nikasi satelit pi ncangan ini me uaikan ukuran dalam peran cil yaitu 2 x ng dilewatkan. perancangan  i kan data pada
oard dan LCD ngujian untuk m
a Nu
esain dengan angkat keras rduino mega, ancangan ini aptop, kabel, an ini adalah 8kB, dimana duino mega m dan lebar ingga cukup iko ITS-Sat.
emperhatikan dari board ncangan ini
16 karakter ini berfungsi perancangan
D digunakan memasukkan
ull Modem
dan menampilkan data. Perangkat-perangkat yang disebutkan sebelumnya kemudian dirangkaikan. Dan dengan menggunakan alat bantu laptop program protokol AX.25 yang dirancang kemudian diimplementasikan ke dalam mikrokontroler.

## B.   Perancangan  Perangkat  Lunak
Pada perancangan ini menggunakan software dari arduino untuk pembuatan program dan mengimplementasikan ke dalam mikrokontroler. Pada perancangan perangkat lunak ini mampu membaca data teks dari keyboard dan ditampilkan pada LCD, serta mampu untuk  meng kapsulasi data setiap field menjadi suatu frame AX.25. Perangkat lunak ini juga dirancang untuk dapat meng enkapsulasi frame AX.25 yang diterima dan kemudian ditampilkan pada LCD.
Perancangan ini meliputi perancangan program  proses memulai hubungan komunikasi dan pengiriman informasi.
a. Memulai hubungan komunikasi
Proses ini terdiri dari frame SABME ( Set Asynchronous Balance Mode Extended ) yang berfungsi untuk meminta hubungan komunikasi. Dan frame UA ( Unnumbered Acknowledge ) berfungsi memberikan ackowledge atas penerimaan frame SABME.
Gambar. 7.  Tampilan program memulai hubungan
Untuk memulai komunikasi frame SABME dikirim dan timer pada mikrokntroler mulai menghitung untuk menunggu jawaban berupa frame UA. Apabila sampai timer berhenti menghitung belum menerima frame UA, maka pengirim akan mengirim ulang frame SABME. Frame SABME diatur dengan parameter sebagai berikut :
 Field address dimasukkan secara manual melalui keyboard berisi alamat dan SSID dari stasiun tujuan, stasiun pengirim, dan stasiun repeater yang dimasukkan melalui keyboard .
 Field Control bernilai hexa 7F berfungsi untuk mengirimkan perintah SABME.
 Field PID diberi hexa F0 karena hanya menggunakan layer 2.
 Field Info diset kosong atau diisi nilai spasi (20 hexa).
 Field FCS bernilai hexa FFFF.
Untuk frame UA diatur dengan parameter sebagai berikut :  Field address berisi alamat amatir stasiun tujuan, alamat amatir dari stasiun pengirim dan alamat amatir dari repeater yang dimasukkan melalui keyboard .
 Field Control bernilai hexa 73 untuk mengirimkan perintah UA.
 Field PID bernilai hexa F0 karena hanya menggunakan layer 2.
 Field Info diset kosong atau diisi nilai spasi (20 hexa).
 Field FCS diset hexa FFFF.
b. Pengiriman informasi
Pada perancangan ini perangkat lunak dirancang untuk dapat mengirim dan menerima frame yang beriisi informasi. Frame informasi diatur dengan parameter sebagai berikut :  Field address dimasukkan secara manual melalui keyboard berisi alamat dan SSID dari stasiun tujuan, stasiun pengirim, dan reapeter .
 Field Control bernilai hexa 02 untuk menginformasikan bahwa data yang dikirim merupakan data dengan urutan 1.
 Field PID bernilai hexa F0 karena hanya menggunakan layer 2.
 Field Info diisi dengan informasi yang dikirimkan.
 Field FCS diset hexa FFFF.
Gambar. 8.Tampilan program tiap field pada frame informasi

## IV. PENGUJIAN DAN ANALISA
A. Pengujian Kapsulasi Data
Pengujian kapsulasi data dilakukan untuk mengetahui kemampuan fungsi assembler dari modul PAD. Pada bagian ini data masukan melalui keyboard dan ditampilkan pada
LCD, namun sebelumnya data diolah terlebih dahulu oleh mikrokontroler dengan program kapsulasi , dan kemudian ditampilkan pada serial monitor untuk melihat hasil kapsulasi dari masing-masing field .
Gambar. 9. Blok diagram pengujian kapsulasi
Pada pengujian ini data dari setiap field pada frame yang akan di kapsulasi diatur sebagai berikut :
 Alamat receiver diisi “its”
 SSID dari receiver diisi “0”
 Alamat transmitter diisi “itb”
 SSID dari transmitter diisi “0”
 Alamat repeater diisi “ugm”
 SSID dari repeater diisi “1”
 Control diberi nilai 02 hexa
 PID diberi nilai F0 hexa
 Field informasi ( message ) diisi dengan kalimat “uji kapsulasi”.
 FCS diberi nilai hexa FFFF.
Data dari tiap field yang telah dimasukkan kemudian digabung menjadi satu frame . Frame hasil kapsulasi dapat dilihat pada serial monitor . Frame yang ada pada serial monitor kemudian disimpan dalam bentuk file dengan ekstensi .txt. Sehingga dapat mudah dalam pembacaan. Gambar 10 menujukan bahwa data masing-masing field berhasil di kapsulasi menjadi sebuah frame AX.25.
Gambar. 10. Hasil kapsulasi frame

## B. Pengujian Handshaking
Pada bagian ini kedua modul PAD tetap dihubungkan dengan kabel, namun pada pengujian ini pin TX dan RX yang ada pada masing-masing modul digunakan. Karena akan terjadi kirim mengirim frame . Modul pengirim akan mengirimkan frame SABME ( Set Asynchronous Balance Mode ) untuk meminta hubungan komunikasi. Penerima akan menerima frame SABME  dan kemudian akan mengirimkan frame UA ( Unnumbered Acknowledge ) sebagai jawaban  atas penerimaan frame SABME.
Frame SABME yang dikirim oleh modul penerima diatur dengan ketentuan sebagai berikut :
 Alamat receiver diisi “its”
 SSID dari receiver diisi “0”
 Alamat transmitter diisi “itb”
 SSID dari transmitter diisi “0”
 Alamat repeater diisi “ugm”
 SSID dari repeater diisi “1”
 Control bernilai hexa 7F
 PID diset F0.
 Field Informasi diset kosong atau diisi spasi.
 Field FCS diset kosong atau diisi nilai hexa FFFF.
Sedangkan frame UA diatur dengan parameter sebagai berikut:
 Alamat receiver diisi “its”
 SSID dari receiver diisi “0”
 Alamat transmitter diisi “itb”
 SSID dari transmitter diisi “0”
 Alamat repeater diisi “ugm”
 SSID dari repeater diisi “1”
 Control bernilai hexa 73
 PID diset F0.
 Field Informasi diset kosong atau diisi spasi.
 Field FCS diset kosong atau diisi nilai hexa FFFF. Berdasarkan hasil frame yang ditampilkan oleh serial monitor seperti yang ditunjukkan pada gambar 11 dan 12, dapat disimpulkan bahwa proses handshaking antar modul telah berhasil.
Gambar. 11. Hasil frame SABME
Gambar. 12. Hasil Frame UA

## C. Pengujian Fungsi Assembler Dissassembler
Pada pengujian ini modul pengirim berfungsi meng kapsulasi data masing-masing field menjadi frame sedangkan modul penerima berfungsi memecah frame menjadi field dan ditampilkan pada LCD.
Gambar. 13. Blok diagram pengujian
Program Kapsulasi Keyboard Serial Monitor LCD
LCD PAD Keyboar d PAD Serial Monitor Rx (IF) Tx Rx Tx LCD
me Pa
den dit “0” pad Gam Gam
Pa
SS inf tiap uku dit sed ber inf pen pad
Data field erupakan data da pengujian in  Alamat re
 SSID dari
 Alamat tra
 SSID dari
 Alamat re
 SSID dari
 Control di
 PID diber
 Field info koneksi”.
 FCS diber
Gambar  1
ngan SSID “0 tampilkan pada ” yang diterim da gambar 15. mbar. 14. Tampila mbar. 15. Tampila da gambar 16 SID “1” yang formasi yang d p baris karen uran 16x2 sep tampilkan seca dangkan baris rlangsung teru formasi ditam nuh ditampilka da gambar 18.
d yang ditamp masukan key ni struktur fram eceiver diisi “it i receiver diisi ansmitter diisi i transmitter di epeater diisi “u i repeater diisi iberi nilai 02 h
ri nilai F0 hexa ormasi ( messa ri nilai FFFF h
14 merupakan 0” yang diteri a LCD. Alamat ma kemudian d an alamat receiver an alamat tansmitte menunjukan g ditampilkan diterima ditamp na modul PAD perti pada gam ara otomatis bar pertama sebe us menerus mpilkan. Hasil an oleh serial m
pilkan pada L yboard pada
me diatur sebag ts” “0” “itb” iisi “0” ugm” “1” hexa a age ) diisi den
exa.
tampilan alam ima oleh mod
t transmitter “i ditampilkan pa dan SSID pada pe er dan SSID yang
alamat repeate pada LCD pilkan beruruta
D menggunak mbar 17. Sete ris kedua naik elumnya dihap hingga semua frame yang monitor seperti
LCD di peneri modul pengir gai berikut : gan kalimat “ mat receiver “i dul penerima d itb” dengan SS ada LCD, sepe
enerima diterima er “ugm” deng penerima. Fi an per 16 karak kan LCD deng elah baris ked ke baris pertam
pus. Hal ini ak a isi dari fi diterima sec i yang ditujukk
ima im. “uji its” dan SID erti gan ield
kter gan dua ma, kan ield cara kan
Gambar. Gambar. Gambar.
P pengirim karakter sehingg berbeda pembac P dengan Assemb dengan mahasis telekom sedang pada  m informa melihat melihat Penguji G dilakuk 9600 y gambar pembac berband pengirim mengala penerim
16. Tampilan alam 17. Tampilan field 18. Tampilan struk Pada pengujia man, dengan r. Field inform ga terjadi vari a-beda bertuju caan. Pada pengujian parameter  y bler-Dissassem kalimat “ apa swa jurusan munikasi multim melakukan pr modul packet a asi sebesar 500 t kehandalan t kesalahan da ian ini dilakuka Gambar 19 kan sebanyak 1 ang diatur pad r 19 dapat dil caan karakter ding terbalik ap m dan penerim ami kesalahan ma.
mat repeater berser d informasi pada p ktur frame pada se
an ini dilaku jumlah field masi dibentuk asi karakter. P uan untuk mel
n ini struktur f yang sama d bler , hanya s a kabar. disin teknik elektr media fakultas roses pengujia assembler dissa 0 karakter. pen dari modul p alam pembaca an di lab 306 j menunjukkan 10 kali dengan da modul pen lihat tidak ada dalam pros pabila baud ra ma berbeda. Sem n pembacaan
rta SSID pada pen enerima erial monitor
ukan sebanya informasi se dengan beber Pengiriman ka ihat karakter
frame yang di dengan pengu saja field info ni pasang aru ro program s teknologi indu n pengiriman f assembler, den ngujian ini dila pad yang dib an karakter y jurusan teknik n hasil peng n menggunaka ngirim dan pen a terjadi kesal ses pengirima ate yang diatur mua karakter y saat diterima
nerima
ak 10 kali banyak 500 rapa kalimat arakter yang salah dalam ikirim diatur ujian fungsi formasi diisi ung padang studi teknik ustri. saat ini frame ax.25 ngan jumlah akukan untuk uat, dengan ang dikirim.
elektro ”. gujian yang an baud rate nerima. Dari lahan dalam an. Hal ini r pada modul yang dikirim oleh modul
Gambar. 19. Hasil pengiriman sebanyak 10 kali

## D. Diskusi
Perancangan dan implementasi protokol AX.25 ke dalam modul PAD untuk sistem komunikasi ITS-Sat dilakukan dengan menggunakan mikrokontroller berupa modul Ardino Mega. Perancangan modul PAD dimulai dengan membuat blok diagram dan flow chart. Blok diagram digunakan untuk merangkaikan modul arduino mega dengan peripheral tambahan sehingga membentuk suatu sistem PAD yang dapat memasukkan dan menampilkan data, sedangkan flowchart yang digambar dibuat dalam bentuk program dengan software Arduino yang menggunakan bahasa C. Program yang selesai dibuat kemudian diimplementasikan ke dalam modul PAD.
Pengujian modul PAD terdiri dari pengujian kapsulasi data, pengujian handshaking , dan pengujian fungsi assembler- dissassembler . Modul PAD yang dibuat telah teruji dapat membentuk suatu frame serta melakukan pengiriman informasi antar modul PAD. Modul PAD dapat mengirim frame dengan jumlah informasi sebanyak 500 karakter tanpa kesalahan saat kedua modul diatur dengan baud rate 9600 bps. Pengujian yang dilakukan menunjukkan bahwa modul PAD mampu melakukan pengiriman data serta memiliki ukuran yang relatif kecil sehingga memenuhi kriteria untuk diimplementasikan  pada satelit piko ITS-Sat.

## V. KESIMPULAN
Modul PAD menggunakan protokol AX.25 yang telah dibuat dapat digunakan pada sistem komunikasi ITS-Sat untuk meng kapsulasi dan enkapsulasi data. Modul PAD dapat mengirimkan informasi sebanyak 500 karakter dengan baik tanpa adanya kesalahan penerimaan data pada penerima.
Dengan ukuran yang relatif kecil serta kemampuan pengiriman data, modul PAD dapat diimplementasikan pada sistem komunikasi satelit piko ITS-Sat.
UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis mengucapkan terima kasih kepada tim penelitian strategis nasional 2012 Kemdikbud “Pengembangan stasiun bumi untuk komunikasi data, citra dan video dengan satelit LEO VHF/UHF/S- band menuju kemandirian teknologi satelit” yang telah memberikan dukungan finansial.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Beech, William A., Nielsen, Douglas E., Taylor, Jack., “AX.25 Link Acces Protocol v2.2”, TAPR. 1997.
[2] Raharjo, Dicky Rismawan, “ Rancang  Bangun Modul PAD (Packet Assembler Disassembler) Untuk Stasiun
Bumi Portabel Dengan Menggunakan Protokol Ax.25
Pada Komunikasi Satelit Iinusat-1 ” Institut Teknologi
Sepuluh Nopember Surabaya, 2012.
[3] “Arduino mega” : http://arduino.cc/en/Main/arduino BoardMega